INFLUENCE OF SPELEOCLIMATOTHERAPY ON BACKGROUND EEG ACTIVITY OF THE HUMAN BRAIN

Full Text

Согласно литературным данным, под влиянием спелеоклиматотерапии у пациентов наблюдалось улучшение ментальных показателей, уменьшение тревожности, улучшение самочувствия и повышение физического и психического компонента качества жизни. Показано положительное влияние спелеотерапии на параметры иммунного статуса человека, в частности, на деятельность лейкоцитарной системы [1, 3, 5]. Иммунокорригирующая способность спелеотерапии проявляется также влиянием на систему медиаторов Спелеоклиматотерапия - моделирование микроклимата сильвинитовых пещер - в настоящее время является весьма популярным методом лечения и профилактики различных заболеваний в условиях санаториев, лечебниц, частных клиник. В домашних условиях сильвинитовая спелеокамера - неиссякаемый источник свежего воздуха, уголок здоровья, в котором дышится легко и свободно взрослым и детям. Положительный эффект от воздействия микроклимата спелеотерапии объясняют составом воздуха сильвинитовой камеры [4]. ВЕСТНИК Во н ГМУ на сравнении амплитуды анализируемых ритмов ЭЭГ активности до и после спелеовоздействия. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Исследование влияния спелеоклиматотерапии на фоновую ЭЭГ активность мозга человека. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ В исследовании приняли участие 14 студентов-добровольцев 18-20 лет. Регистрация ЭЭГ проведена до и после спелеовоздействия в состоянии функционального покоя, в малой спелеокамере на одного пациента, с помощью электроэнцефалографа «Энцефалан-ЭЭГР-19/26» фирмы «Медиком» (г. Таганрог) в 19 стандартных отведениях согласно международной схеме 10-20. Пациент находился в спелеокамере в течение двух часов при температуре воздуха 17 °С, относительной влажности воздуха 73 %, подвижности воздуха порядка 0,02 м/с, содержании отрицательных аэроионов 1100 ед./см3, содержании положительных аэроионов 700 ед./см3. Статистический анализ проведен с использованием программных пакетов «Excel» и «GraphPad Prism 9.0.0». РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Анализ амплитуды ЭЭГ проведен по следующим волновым диапазонам: тета, альфа, бета-1, бета-2 в двух функциональных состояниях - при открытых и закрытых глазах. Выявлено, что амплитуда тета-ритма в состоянии «открытые глаза» имела тенденцию к снижению как справа, так и слева в теменных, височных (Т5 и Т6), фронтальных (F8, F7) отведениях, однако в отведениях Т3 и Т4, F3 и F4 - к повышению; а в центральных и затылочных областях динамика амплитуды тета-ритма была разнонаправлена (табл. 1). аллергического воспаления, активность перекисного окисления липидов, уровень опиоидов. Анализ кардиоритма и параметров дыхания выявил неоднозначные изменения в сердечно-сосудистой системе организма человека, и лишь 30 % этих изменений можно рассматривать как положительные, в частности - повышение активности парасимпатического отдела автономной нервной системы [5]. Исследований же мозговой активности после воздействия спелеоклиматотерапии, на наш взгляд, проведено недостаточно. Анализ средней мощности биоэлектрической активности мозга различных ритмических диапазонов показал, что мощность тета-ритма имела тенденцию к снижению после спелеосеанса как при закрытых, так и при открытых глазах испытуемых. В состоянии функционального покоя с открытыми и закрытыми глазами у пациентов после воздействия электроотрицательных аэроионов снижалось напряжение в ЦНС. Мощность ритма бета-1 при закрытых и открытых глазах и альфа-ритма при открытых глазах увеличивается после спелеосеанса. Изменения мощности ритма бета-2 неоднозначны. Мощность же тета-ритма в состоянии функционального покоя с открытыми глазами увеличилась во фронтальных и центральных и снизилась в затылочных, теменных и височных областях мозга. В функциональном состоянии покоя с закрытыми глазами проявилась межполушарная асимметрия возникающих изменений. Так, в состоянии функционального покоя до сеанса спелеоклиматорапии у испытуемых наблюдалась больше активность правого полушария, после спелеовоздействия активность правого полушария в большинстве областей снижалась [3]. В нашей работе мы сделали акцент на анализ амплитуды ритмов ЭЭГ, поскольку амплитудно-частотная характеристика является наиболее информативной и наиболее используемой в биологических и медицинских исследованиях, несмотря на критическое отношение ряда исследователей к изучению амплитудного спектра [2]. Мы постарались избежать обвинений в необоснованном усреднении, сделав акцент Таблица 1 Амплитуда тета-ритма до и после спелеовоздействия Тета-ритм ОГ до Ошибка среднего ЗГ Ошибка среднего ОГ после Ошибка среднего ЗГ после Ошибка среднего O2-A2 10,635 0,317 9,768 0,474 10,116 0,127 9,504 0,177 O1-A1 9,018 0,233 8,304 0,351 9,241 0,158 9,496 0,143 P4-P2 10,111 0,573 9,978 0,791 9,609 0,328 9,538 0,322 P3-A1 12,823 1,358 8,978 0,795 8,337 0,354 9,351 0,376 C4-A2 11,92 0,334 11,919 0,579 11,534 0,219 11,506 0,199 C3-A1 10,364 0,251 11,387 0,538 10,771 0,127 12,031 0,187 F4-A2 11,478 0,267 12,317 0,583 11,979 0,261 12,031 0,208 F3-A1 11,145 0,224 10,953 0,481 11,276 0,127 11,841 0,173 T6-A2 8,459 0,536 8,691 0,732 8,298 0,273 8,223 0,279 T5-A1 8,074 0,481 7,88 0,653 7,085 0,262 7,228 0,277 T4-A2 8,094 0,312 8,837 0,636 8,255 0,141 8,732 0,211 T3-A1 7,431 0,289 7,674 0,425 7,568 0,116 8,459 0,153 В состоянии «открытые глаза» амплитуда альфа-ритма возрастала как справа, так и слева во всех исследуемых отведениях, в отведении О1-А1 (слева) увеличение амплитуды альфа ритма было достоверным (в состоянии покоя - (11,296 ± 0,625), после спелеоклиматотерапевтического сеанса - (17,962 ± 0,692), р = 0,0419 (табл. 2). Амплитуда альфа-ритма в состоянии «закрытые глаза» имела тенденцию к повышению во всех исследуемых отведениях. Как мы полагаем, увеличение амплитуды альфа-ритма было связано с отдыхом пациентов в спелеокамере в течение 2 часов. Изменение амплитуды бета-1 и бета-2 поддиапазонов было однонаправлено. Поэтому остановимся на динамике амплитуды бета-1 активности. Амплитуда ритма бета-1 в состоянии «открытые глаза» имела тенденцию к повышению в затылочных и височных (Т3, Т4) областях; в теменных отведениях Р3 и Р4 - имела тенденцию к снижению; а в центральных и фронтальных областях практически не менялась (табл. 3). Амплитуда тета-ритма в состоянии «закрытые глаза» имела тенденцию к повышению в отведениях О1, Р3, С3, F3, Т3 - что отражало межполушарную разницу в изменении амплитуды тета-ритма после воздействия спелеоклимата (слева амплитуда тета-ритма возрастает, справа - снижается). Известно, что в состоянии бодрствования тета-ритм является отражением стрессорного состояния человека либо выявляется в периоды «озарения», то есть решении сложной задачи. При этом левое полушарие перерабатывает информацию логически и последовательно, оно отвечает за анализ и принятие решений. Таким образом, можно предположить, что снижение тета-активности в отдельных областях головного мозга могло быть связано со снижением напряжения в регуляторных системах под воздействием сеанса спелеотерапии. Увеличение же тета-ритма слева при закрытых глазах и в отдельных областях при открытых глазах могло свидетельствовать об активной мыслительной деятельности, анализе ситуации и принятии решения. Отмечено, что амплитуда альфа-ритма имела тенденцию к более выраженному изменению амплитудного спектра ритмов ЭЭГ. Таблица 2 Амплитуда альфа-ритма до и после спелеовоздействия Альфа-ритм ОГ до Ошибка среднего ОГ после Ошибка среднего ЗГ до Ошибка среднего ЗГ после Ошибка среднего O2-A2 13,748 0,925 18,318 0,693 20,977 1,129 23,848 0,472 O1-A1 11,296 0,625 17,962 0,698 19,751 1,125 23,691 0,514 P4-P2 12,512 0,828 17,057 0,787 19,086 1,447 21,127 0,805 P3-A1 14,816 1,463 12,337 0,570 14,671 1,429 17,085 0,820 C4-A2 15,301 1,155 15,677 0,591 17,901 1,194 18,739 0,460 C3-A1 14,824 1,099 16,061 0,437 18,444 1,109 20,157 0,557 F4-A2 12,812 0,888 15,723 0,593 18,572 1,220 19,813 0,574 F3-A1 12,418 0,938 14,492 0,472 17,047 1,030 19,524 0,634 Fp2-A2 9,886 0,610 13,421 0,568 15,201 1,171 17,831 0,661 Fp1-A1 9,724 0,686 11,467 0,376 14,274 1,016 16,745 0,667 T6-A2 9,882 0,660 14,843 0,767 17,134 1,388 20,239 0,792 T5-A1 9,022 0,632 11,924 0,651 12,826 1,065 15,347 0,732 T4-A2 9,512 0,713 12,280 0,556 13,856 1,167 15,717 0,477 T3-A1 8,814 0,670 10,441 0,419 11,571 0,765 14,133 0,661 F8-A2 9,499 0,581 13,025 0,649 15,869 1,286 16,953 0,613 F7-A1 9,604 0,676 10,989 0,371 14,465 0,915 16,669 0,687 ВЕСТНИК Во н ГМУ Таблица 3 Амплитуда ритма бета-1 до и после спелеовоздействия Отведения ОГ до Ошибка среднего ОГ после Ошибка среднего ЗГ до Ошибка среднего ЗГ после Ошибка среднего O2-A2 9,813 0,292 10,519 0,132 10,772 0,298 12,286 0,204 O1-A1 9,937 0,289 10,310 0,165 10,661 0,321 12,408 0,192 P4-P2 8,868 0,559 8,433 0,271 9,312 0,688 9,791 0,357 P3-A1 14,176 2,159 8,862 0,436 9,131 0,813 10,216 0,460 C4-A2 10,953 0,414 10,174 0,268 10,219 0,396 12,607 0,361 C3-A1 10,438 0,370 10,454 0,188 10,756 0,464 12,039 0,176 F4-A2 9,907 0,336 9,935 0,178 10,575 0,287 11,091 0,248 F3-A1 9,516 0,425 9,873 0,220 10,636 0,473 10,804 0,182 Fp2-A2 7,747 0,429 7,426 0,166 7,985 0,347 8,544 0,190 Fp1-A1 7,677 0,353 7,886 0,198 8,610 0,327 8,666 0,176 T6-A2 8,049 0,520 8,802 0,300 8,951 0,669 10,419 0,396 T5-A1 8,704 0,584 7,878 0,314 8,534 0,650 9,344 0,371 T4-A2 11,329 0,506 10,338 0,201 10,687 0,357 11,582 0,285 T3-A1 11,000 0,283 11,144 0,209 11,246 0,506 11,150 0,171 F8-A2 8,122 0,344 8,154 0,159 9,066 0,388 9,399 0,241 F7-A1 8,484 0,329 8,504 0,147 9,341 0,308 9,241 0,175 Амплитуда бета-ритма в состоянии «закрытые гла- готовность пациентов к активной деятельности, свиде-за» имела тенденцию к повышению практически во всех тельствовать о восстановлении работоспособности отведениях. Подобные изменения могли отражать и ментальной активности головного мозга (табл. 4). Таблица 4 Амплитуда ритма бета-2 до и после спелеовоздействия Отведения ОГ до Ошибка среднего ОГ после Ошибка среднего ЗГ до Ошибка среднего ЗГ после Ошибка среднего O2-A2 7,470 0,335 8,226 0,212 7,454 0,313 8,499 0,191 O1-A1 9,381 0,380 8,589 0,180 8,817 0,341 9,373 0,143 P4-P2 6,029 0,442 6,053 0,285 5,473 0,393 6,399 0,388 P3-A1 10,947 1,526 6,542 0,321 6,547 0,605 6,866 0,309 C4-A2 6,975 0,296 6,971 0,228 7,149 0,363 7,634 0,275 C3-A1 7,562 0,301 7,156 0,143 7,571 0,366 7,780 0,129 F4-A2 6,645 0,241 6,869 0,186 7,426 0,330 6,662 0,158 F3-A1 7,090 0,380 6,571 0,148 7,647 0,391 6,746 0,081 Fp2-A2 5,617 0,329 5,795 0,196 5,987 0,406 5,749 0,174 Fp1-A1 6,317 0,303 5,995 0,144 6,703 0,326 6,409 0,139 T6-A2 6,237 0,412 7,280 0,325 5,834 0,420 6,751 0,291 T5-A1 8,084 0,504 7,662 0,318 8,456 0,812 8,036 0,286 T4-A2 9,376 0,406 9,385 0,262 8,894 0,352 9,024 0,214 T3-A1 10,632 0,550 10,417 0,306 10,407 0,684 10,040 0,235 F8-A2 6,548 0,257 7,108 0,233 6,956 0,344 7,129 0,169 F7-A1 7,311 0,307 7,531 0,228 7,544 0,228 7,181 0,128 При этом амплитуда тета-ритма в состоянии «открытые глаза» имела тенденцию к снижению как справа, так и слева в теменных, височных (Т5 и Т6), фронтальных (F8, F7) отведениях, однако в отведениях Т3 и Т4, F3 и F4 - к повышению; а в центральных ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, в состоянии функционального покоя с открытыми и закрытыми глазами у пациентов после воздействия электроотрицательных аэроионов снизилось напряжение в ЦНС. и затылочных областях динамика амплитуды тета-ритма была разнонаправлена. Амплитуда тета-ритма в состоянии «закрытые глаза» имела межполушарные отличия - тенденцию к повышению в отведениях О1, Р3, С3, F3, Т3. Амплитуда альфа-ритма в состоянии «открытые глаза» возрастала как справа, так и слева во всех исследуемых отведениях. Амплитуда альфа-ритма в состоянии «закрытые глаза» имела тенденцию к повышению во всех исследуемых отведениях. Амплитуда бета-ритма в состоянии «открытые глаза» имела тенденцию к повышению в затылочных и височных (Т3, Т4) областях; в теменных отведениях Р3 и Р4 - имела тенденцию к снижению; а в центральных и фронтальных областях практически не менялась. Амплитуда бета-ритма в состоянии «закрытые глаза» имела тенденцию к повышению практически во всех отведениях. Электроэнцефалографическая активность головного мозга является очень динамичной. Полученные нами изменения могли отражать эффективный отдых, готовность пациентов к активной деятельности, свидетельствовать о восстановлении работоспособности и ментальной активности головного мозга. Также это могло быть связано со снижением напряжения в регуляторных системах под воздействием сеанса спелеоклиматотерапии, при одновременной активной мыслительной деятельности, анализе ситуации и принятии решения.

About the authors

V. A Semiletova

FSBEI HE «N.N. Burdenko Voronezh State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: vera2307@mail.ru
Department of normal physiology

E. V Dorokhov

FSBEI HE «N.N. Burdenko Voronezh State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Department of normal physiology

M. S Nechaeva

FSBEI HE «N.N. Burdenko Voronezh State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Department of normal physiology

References

Supplementary files